[发明专利]基于小波、阈值滤波及压缩感知的信息增强与传输方法

权利要求书

1.基于小波、阈值滤波及压缩感知的信息增强与传输方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、基于小波稀疏基对信息x进行压缩欠采样及信号观测，再对离散二维小波变换的高频系数HL、LH、HH进行观测；

其中，离散二维小波变换的小波稀疏基选择sym及bior类中的一种，离散二维小波变换3组高频系数HL、LH和HH以及1组低频系数LL，低频系数LL是非稀疏的；

其中，x的维度为m乘以n，观测结果矩阵为Y；

其中，信号观测依托的模型为：Y＝Ay’，A为测度矩阵，是具有随机分布特性的随机观测矩阵，y’为观测输入，为x经稀疏小波变换后的高频系数HL、LH、HH，且y’为K稀疏的；

其中，A＝ΦΨ，大小为M×m；ψ为小波稀疏基矩阵，大小为m×m；

其中，KMm；

其中，Y＝ΦΨy’；m及n为x的维度值，且k＝M/m；

步骤2、对观测结果矩阵Y和低频系数LL进行量化，量化成比特流B；

步骤3、对步骤2输出的比特流B进行信道编码，输出信道编码后符号C；

步骤4、对信道编码后符号C进行调制，输出已调制符号Q；

其中，调制方式包括但不限于QAM、OFDM以及TCM；各种数字调制方式包括但不限于MASK、MFSK以及MPSK调制，M为调制阶数，M为2的N次幂；N大于等于1；

步骤5、已调制符号Q经无线信道传输，引入噪声及干扰，得到信道传输后符号Q1；

步骤6、接收经无线信道传输后的步骤5传输后的符号Q1并解调，输出解调后符号C’；

步骤7、对步骤6输出的解调后符号C’进行信道解码，输出信道解码比特流B’；

步骤8、对步骤7输出的信道解码比特流B’进行反量化操作，输出反量化后的高频系数矩阵LH、HH、HL和低频系数LL；

步骤9、对步骤8输出的反量化后的高频系数矩阵LH、HH、HL分别进行Renyi熵去除噪声，得到去噪后的高频系数LH1、HH1、HL1，具体为：

步骤9.1、对高频系数LH、HH、HL以及分别计算行Renyi熵值，求Renyi熵值最大的行K_LH、K_HH以及K_HL，并基于K_LH、K_HH以及K_HL行分别对LH、HH、HL绝对值的中值通过公式(1)、(2)以及(3)计算估计方差及

将K_LH、K_HH以及K_HL的行中值作为去噪阈值，分别记为T_LH、T_HH、T_HL；

步骤9.2、基于公式(1)(2)以及(3)输出的方差计算去噪阈值T_LH、T_HH、T_HL：

其中，q是第k行系数的长度；

步骤9.3、分别对LH、HH、HL中绝对值大于阈值T_LH、T_HH、T_HL的系数保留，小于等于阈值的系数直接置零，得到阈值过滤后的高频系数，记为LH1、HH1、HL1；

步骤10、对步骤9输出的去噪后的高频系数LH1、HH1、HL1进行压缩感知重构，输出重构后结果Y1、Y2和Y3；

其中，压缩感知重构包括但不限于AMP、OMP以及BP；

步骤11、对低频系数LL进行巴特沃斯高通滤波，输出具体为：

步骤11.1、将步骤10输出的反量化后的低频系数矩阵LL进行二维傅里叶变换，得相应频谱

步骤11.2、将频谱中心化后，基于公式(7)计算出传递函数：

其中，D₀代表截止频率，s代表滤波器的阶数；d为与中心化后的中心位置的距离变量；

步骤11.3、将与传递函数H相乘的积进行傅里叶反变换，再取积的实部得到低频系数分量

步骤12、对步骤11输出的和步骤10输出的Y1、Y2、Y3进行小波逆变换，得到恢复的信息x’。

2.根据权利要求1所述的基于小波、阈值滤波及压缩感知的信息增强与传输方法，其特征在于：步骤1中，m及n均大于等于8。